Recherche pour le recyclage des batteries

Recherche pour le recyclage des batteries

Tondeuses à gazon, voitures électriques, vélos électriques ou batteries photovoltaïques : de nombreux appareils techniques et moyens de transport sont désormais équipés d'une batterie. "Il s'agit d'énormes quantités de batteries et, en fin de compte, de ressources qui seront recyclées dans un avenir proche. Cependant, il n'existe pas encore de capacité de recyclage suffisante pour cela", explique l'ingénieur civil Merle Zorn. Au département de génie civil de l'Université des sciences appliquées de Münster, elle étudie comment les batteries peuvent être recyclées plus efficacement. Les recherches de Zorn sont intégrées au projet collaboratif DemoSens - numérisation du démantèlement automatisé et du traitement mécanique assisté par capteurs des batteries lithium-ion pour un recyclage de haute qualité. Les partenaires du projet sont des instituts de l'Université RWTH d'Aix-la-Chapelle. Le projet est dirigé par Sabine Flamme de l'Institut Infrastructure – Eau – Ressources – Environnement de l'Université des Sciences Appliquées de Münster.

Zorn a déjà rédigé son mémoire de maîtrise dans le cadre du projet de recherche sur le démantèlement des batteries de la mobilité électrique. "Les batteries sont actuellement encore démontées manuellement. Avec les grandes quantités de batteries dites en fin de vie qui devraient être produites à l'avenir, cela ne sera plus abordable", explique l'assistant de recherche. C'est pourquoi, dans le cadre du projet, elle a développé un système d'étiquetage basé sur un code QR, qui contient, entre autres, des informations pour le démontage automatisé. Autre point de friction du recyclage : les batteries lithium-ion contiennent différents matériaux cathodiques – un composant essentiel au fonctionnement d'une batterie – comme le nickel-manganèse-cobalt (NMC) ou le lithium fer phosphate (LFP). « Connaître cette sous-catégorie est crucial car, pour une efficacité élevée, le processus de recyclage doit être précisément adapté au matériau cathodique concerné. » Toutefois, aucune information à ce sujet n’est encore inscrite sur les piles. « Nous avons donc intégré des informations sur toutes les matières premières utilisées dans le concept d'étiquetage. » Un règlement obligeant les fabricants à fournir ce type d'étiquette d'information est actuellement en cours d'élaboration par la Commission européenne. Le concept de Zorn propose des suggestions pour compléter cette étiquette avec des informations sur le démontage automatisé.

L'ancienne élève de FH étudie actuellement comment améliorer le rendement des usines de recyclage de batteries lithium-ion et donc la qualité des matériaux récupérés. « À l'Université des sciences appliquées de Münster, nous nous concentrons sur la récupération précoce et pure du cuivre et de l'aluminium, ce qui reste peu d'intérêt dans les recherches en cours sur le recyclage des batteries. » Les deux métaux se retrouvent à des endroits différents dans la batterie du véhicule électrique. Par exemple, le matériau de cathode est appliqué sur une feuille d'aluminium et le matériau d'anode est appliqué sur une feuille de cuivre. Le boîtier des batteries et des cellules est souvent en aluminium. Des rails conducteurs en cuivre relient les cellules et conduisent l'électricité de la batterie au moteur de la voiture. Dans le produit recyclé, le cuivre et l’aluminium étaient jusqu’à présent majoritairement présents sous forme de mélange. Cela signifie que l’aluminium est généralement perdu lors du processus de recyclage.